牛凝乳酶原基因在食品级乳酸乳球菌中的重组表达

将牛凝乳酶原基因连接pNZ8149载体,并转化乳酸乳球菌NZ3900,经乳酸链球菌素Nisin诱导,测得重组菌株胞内凝乳酶活力达到0.7 SU/mL,培养基中检测不到凝乳酶活力,实现了牛凝乳酶原基因在乳酸链球菌Nisin诱导基因表达系统（nisin controlled gene expression system,NICE）中活性表达。在此基础上,将分泌信号肽SPusp45连接于pNZ8149,构建了分泌型表达载体pNZ8149s,并实现牛凝乳酶原基因在NICE系统中分泌表达。当使用1 ng/mLNisin诱导5 h后,重组菌株胞内检测不到凝乳酶活力,培养基中凝乳酶活力为1.2 SU/mL,说明pNZ8149s能够促使凝乳酶原从乳酸乳球菌中分泌。该方法为重组牛凝乳酶在食品级菌株中重组表达提供了一种可行的方案。     

大豆锰超氧化物歧化酶基因在乳酸乳球菌中的分泌表达

为使大豆锰超氧化物歧化酶(Mn superoxide dismutase,Mn SOD)在乳酸乳球菌中高效表达,将克隆的Mn SOD基因开放阅读框序列分别重组到质粒p NZ8149和经改造的质粒p NZS上,表达载体p NZ-SOD和分泌表达载体p NZS-SOD,将两者分别以电穿孔法转化乳酸乳球菌L.lactis NZ3900,经Elliker琼脂板筛选、聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)、酶切鉴定正确后,获得的两重组菌株加入Nisin进行诱导表达,对L.lactis NZ3900/p NZ-SOD和L.lactis NZ3900/p NZS-SOD的表达产物进行十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)和酶活性对比分析。结果显示:L.lactis NZ3900/p NZS-SOD菌株表达SOD总活性约是L.lactis NZ3900/p NZ-SOD菌株的1.6倍,是L.lactis NZ3900/p NZ8149的13.5倍,且可将表达的约2/3的SOD分泌到胞外,表明经改造的乳酸菌分泌表达系统L.lactis NZ3900/p NZS能够分泌表达SOD,并增强SOD的表达。     

重组乳酸乳球菌滴鼻免疫小鼠后粘膜免疫特性及耐

乳酸菌NICE(乳链菌肽控制表达nisin controlled expression,NICE)系统可将治疗性蛋白或保护性抗原蛋白表达于细胞外或锚定于菌体的肽聚糖上,递呈抗原蛋白并激活粘膜免疫系统,刺激特异性s-IgA的产生使其作为粘膜免疫原递呈的活载体成为可能。本试验将构建的重组乳酸乳球菌PNZ8149/NZ3900-M/PRRS鼻腔免疫BALB/c小鼠,检测呼吸道粘膜中抗体s-IgA和血清中特异性抗体IgG含量,评价其动态变化情况,同时检测脾脏细胞因子IL-4和IL-10的活性。结果重组乳酸乳球菌PNZ8149/NZ3900-M/PRRS免疫小鼠后,在测定时间内重组菌试验组小鼠呼吸道粘膜中特异性s-IgA水平高于对照组,差异极显著((P<0.01);血清中特异性抗体IgG水显著高于对照组((P<0.01);脾脏细胞悬液中的IL-10和IL-4含量与对照组无差异性(p>0.05),结果表明重组菌PNZ8149/NZ3900-M/PRRS经粘膜途径免疫小鼠后能能刺激小鼠粘膜特异性抗体s-IgA和血清中特异性抗体IgG的分泌,且能避免粘膜免疫耐受的产生,为该重组疫苗的进一步应用奠定了理论基础。     

基于CRISPR/Cas9系统对乳酸乳球菌进行绿色荧光蛋白标记

乳酸乳球菌是治疗剂在体内运送的良好载体,研究其在体内的真实运送情况需对其进行标记。该实验利用CRISPR/Cas9系统对乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)NZ9000进行增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein, eGFP)标记,用于研究乳酸乳球菌在体内的运送,评价其作为益生菌的功能。基于该实验室已构建的乳酸乳球菌CRISPR/Cas9编辑质粒pLL25构建重组质粒pYSH,其上携带eGFP及同源臂,电转入乳酸乳球菌NZ9000感受态细胞中,将基因组中的乳酸脱氢酶基因(ldh)替换为绿色荧光蛋白基因,从而使Lactococcus lactis NZ9000获得标记,表达绿色荧光蛋白。对绿色荧光标记的Lactococcus lactis NZ9000突变株,酶标仪定量分析eGFP的表达强度。荧光强度定量分析结果表明,在乳酸乳球菌不同生长阶段,eGFP基因均能稳定表达。     

基于CRISPR/Cas9系统对乳酸乳球菌进行绿色荧光蛋白标记

乳酸乳球菌是治疗剂在体内运送的良好载体,研究其在体内的真实运送情况需对其进行标记。该实验利用CRISPR/Cas9系统对乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)NZ9000进行增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein, eGFP)标记,用于研究乳酸乳球菌在体内的运送,评价其作为益生菌的功能。基于该实验室已构建的乳酸乳球菌CRISPR/Cas9编辑质粒pLL25构建重组质粒pYSH,其上携带eGFP及同源臂,电转入乳酸乳球菌NZ9000感受态细胞中,将基因组中的乳酸脱氢酶基因(ldh)替换为绿色荧光蛋白基因,从而使Lactococcus lactis NZ9000获得标记,表达绿色荧光蛋白。对绿色荧光标记的Lactococcus lactis NZ9000突变株,酶标仪定量分析eGFP的表达强度。荧光强度定量分析结果表明,在乳酸乳球菌不同生长阶段,eGFP基因均能稳定表达。     

过量表达purC基因对Lactococcus lactis NZ9000酸胁迫抗性的影响

通过在乳酸乳球菌Lactococcus lactis NZ9000中过量表达嘌呤代谢途径中编码磷酸核糖基氨基咪唑-琥珀酰胺合酶的pur C基因,测定了重组菌株在酸胁迫条件下的存活率,经p H 4. 0胁迫培养4 h后,重组菌株的存活率为对照菌株的83. 2倍。采用ATP测定试剂盒和高效液相色谱分别考察菌株胞内ATP和氨基酸含量。结果表明,重组菌株在酸胁迫条件下维持了更高的胞内ATP和氨基酸(天冬氨酸、苏氨酸、谷氨酸和γ-氨基丁酸)含量,分别通过为细胞提供能量和消耗胞内质子的方式,帮助乳酸乳球菌抵御酸胁迫。研究发现,在乳酸乳球菌中过表达pur C基因能够明显提高菌株的酸胁迫抗性,同时为进一步通过改造嘌呤代谢途径提高乳酸菌酸胁迫耐受性提供了新的思路。     

双肽细菌素Plantaricin EF在乳酸乳球菌中的异源表达及其抑菌活性

乳酸菌细菌素是乳酸菌在代谢过程中由核糖体合成的具有抗菌作用的多肽或蛋白质,具有抗菌活性强,安全,容易降解,无毒副作用和无耐药性等优点,在食品、医药和农业等领域具有巨大应用潜力。Plantaricin EF(PlnEF)为class IIb类细菌素,抑菌效果好,而在天然乳酸菌中表达水平较低,且难以纯化。本研究拟运用乳酸菌表达系统,进行PlnEF的异源高效表达。通过PCR扩增得到Plantaricin E(PlnE)和Plantaricin F(PlnF)的基因序列,构建重组质粒p NZ8124-pln E和p NZ8124-pln F,并转化乳酸乳球菌NZ9000获得异源表达菌株。运用NICE系统诱导双肽细菌素PlnE和PlnF的表达。建立高效纯化体系,得到的重组蛋白PlnE和PlnF质量浓度分别为2.629 mg/m L和2.397 mg/m L。利用牛津杯双层琼脂拮抗法研究PlnE、PlnF和PlnEF(等物质的量混合)的抑菌活性,结果表明,它们不仅能抑制革兰氏阳性菌,还能抑制革兰氏阴性菌,且PlnEF具有协同作用。     

表达外源谷氨酸脱羧酶基因对重组乳酸乳球菌胁迫抗性的影响

通过在乳酸乳球菌(Lactobacillus lactis)NZ9000外源添加一定浓度的γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)和表达可以合成GABA的谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase,GAD)两种方式,研究L. lactis NZ9000在酸胁迫和冷冻胁迫下的表现。结果表明:外源添加GABA的手段对于L.lactisNZ9000在酸胁迫和冷冻胁迫下的生长没有明显帮助。与之相反,通过逆转录-聚合酶链式反应克隆茶树中的CsGAD,构建pNZ8148-CsGAD表达载体,可获得高效表达GAD的基因工程重组菌L. lactis NZ9000/pNZ8148-CsGAD。经2 ng/mL乳酸链球菌素(Nisin)诱导8 h后,高效液相色谱检测表明重组菌合成GABA能力提高5倍以上。生长曲线测定结果表明,正常培养条件下,重组菌到达对数生长平台期的时间较对照菌延长,到达稳定期的最大生物量(OD600 nm)提高至对照菌的1.5倍;在pH 4.0的酸性培养条件下,对照菌基本不生长,而重组菌仍保持一定的生长力。低温胁迫实验结果表明,培养至稳定期后期的乳酸菌抗冻能力和存活率均要高于对数期中期和稳定期前期2个培养阶段,且不同培养阶段中,重组菌的存活率均高于对照菌1～2个数量级。综上所述,重组的L. lactis NZ9000/pNZ8148-CsGAD能够通过食品级异源表达CsGAD产生的GABA显著提高乳酸菌抗酸和抗冷冻胁迫的能力。本研究为探索研究乳酸菌抗胁迫机理、改良乳酸菌生长状态以利于其工业化用途的扩展提供了参考。     

绿色木霉纤维二糖水解酶基因的克隆及其在乳酸菌中的表达与鉴定

采用乳酸菌表达系统进行绿色木霉纤维二糖水解酶基因cbhⅡ的表达研究。参照Gen Bank上发表的绿色木霉(Trichoderma viride)cbhⅡ基因(Gen Bank登录号:M55080)设计引物并通过聚合酶链式反应克隆获得其c DNA序列长1 441 bp。为了达到表达分泌该酶的目的,在其基因上游序列前添加了大小为80 bp的信号肽序列。进一步通过生物信息学方法将密码子按照乳酸菌的偏好性进行了优化,通过全基因合成获得了优化后的cbhⅡ基因。将该基因与穿梭表达载体p MG36e连接,构建原核表达载体p MG36e-S-cbhⅡ;利用电转化方法将其转入乳酸乳球菌NZ3900感受态细胞中构建重组乳酸菌,纯化的重组菌蛋白通过十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,得到一条约为53 k D的目的蛋白条带,与预期大小相符;利用3,5-二硝基水杨酸法测定培养基上清液中水解纤维素酶的活力达到16.7 U/m L,菌体裂解液上清液和菌体沉淀几乎没有酶活力。结果表明,纤维二糖水解酶基因信号肽序列被乳酸乳球菌正确识别,并成功实现了胞外表达。     

乳源血管紧张素转移酶抑制肽在乳酸乳球菌中的表达

在乳酸乳球菌中表达乳源血管紧张素转移酶抑制肽。选取了4种不同的来源于牛酪蛋白的血管紧张素转移酶(ACE)抑制肽,为了确保能够在人体消化液作用下正常发挥它们的ACE抑制活性,4种短肽以串联多肽(TP)的形式进行表达,并在各短肽单体间引入了人体内主要消化酶的酶切位点。根据TP的氨基酸序列和乳酸乳球菌的偏爱密码子,人工合成TP基因。然后将TP基因和绿色荧光蛋白(GFP)基因串联于载体pSEC-E7,从而构建了pSEC-TP:GFP质粒,实现了2种蛋白在乳酸乳球菌中的共表达。经电击转化,将该重组质粒转入乳酸乳球菌NZ9000中,获得重组菌株NZ9000(pSEC-TP:GFP)。用Nisin诱导TP:GFP蛋白表达。RT-PCR、激光共聚焦扫描显微镜和SDS-PAGE鉴定表达产物。RT-PCR结果表明,TP:GFP蛋白在RNA水平表达成功;SDS-PAGE表明目标产物是35 ku的条带。在乳酸乳球菌中实现了乳源血管紧张素转移酶抑制肽的表达。     

人溶菌酶基因在乳酸克鲁维酵母中的表达

人溶菌酶是一种天然广谱抑菌物质,在食品和医药工业有潜在应用前景。为获得高活性的人溶菌酶制剂,采用乳酸克鲁维酵母表达系统,对经密码子优化的人溶菌酶基因(h LYZ)进行分泌表达。将人工合成h LYZ插入到乳酸克鲁维酵母表达载体p KLAC1,构建重组载体p KLAC1-h LYZ,并用电脉冲法将SacⅡ线性化的重组质粒转化到乳酸克鲁维酵母GG799中。通过全细胞PCR鉴定,最后获得了一株多拷贝整合的基因工程菌h LYZ1。工程菌可以分泌表达分子量约14 ku的目的蛋白质,与预期大小相符。摇瓶发酵培养128 h,酶活最高达到1430 U/mL。抗菌活性检测结果显示,重组人溶菌酶对溶壁微球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌有较好的溶菌活性。本研究成功地在乳酸克鲁维酵母中表达了重组人溶菌酶,表达的蛋白具有较高的酶活性,试验结果为利用乳酸克鲁维酵母表达系统规模化生产重组人溶菌酶奠了基础。     

具有溶栓活性的重组乳酸乳球菌的构建

利用PCR方法从纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis subsp.natto)基因组DNA中扩增纳豆激酶原基因,构建了纳豆激酶原基因的表达载体pFY002,转化Lactococcus lactis NZ9000,得到活性表达纳豆激酶的重组菌Lactococcus lactis NZ9000/pFY002。利用纤维蛋白平板法检测其溶栓活性,并对诱导剂乳链菌肽(NisinA)的浓度、温度、诱导时间对重组菌产酶的影响进行探究。     

抑制金黄色葡萄球菌的乳酸菌抗菌肽基因筛选及表达鉴定

以具有抑菌效果的L2、L16、L19等7株乳酸菌为模板,通过PCR扩增验证部分菌株中含有PlnF、PlnE、PlnN、PlnJ、PlnK等抗菌肽基因,以pET28a为载体并在抗菌肽基因两端引入Nco I和Xho I酶切位点,经双酶切和T4连接酶反应构建pET28a-抗菌肽重组质粒,转化E.coli BL21(DE3),培养至OD_(600)=0.6时,加入0.5mmol/L的IPTG诱导6h,菌体在400 W、超声4s、间歇5s条件下破碎后以8mol/L尿素进行变性处理和Ni柱纯化透析复性后的蛋白与相对应未纯化的蛋白相比,仅PlnF纯化蛋白对金黄色葡萄球菌具有抑菌效果[抑菌圈直径为(13.43±0.21)mm],而其他蛋白几乎无抑菌活性。进一步通过Tricine-SDS-PAGE电泳和nanoLC-ESI-MS/MS验证,目的蛋白与PlnF抗菌肽具有97.6%的同源性。     

lux基因发光乳球菌构建方法的研究

研究了构建lux基因发光乳球菌的方法。研究结果表明,利用设计和合成的低聚核苷酸引物及带有luxCDABE基因簇的质粒pSB377为模板,用PCR技术可以扩增出luxAB和luxCDABE基因片断。选作lux基因的媒介物质粒pMG36e,含有一个在革兰氏阴性、阳性菌中都能启动的复制起始点,与乳球菌启动子P32之下的多克隆位点连接,它能使lux基因成功地插入载体上,并在乳球菌中得以表达。在适宜的培养和电击条件下可以将重组质粒pMG36e-luxAB和pMG36e-luxCDABE转入乳球菌中,使普通的乳球菌变成带lux基因的发光乳球菌。lux基因发光乳球菌的理想的培养基是GMl7而不是M17。在液体培养基中培养时大质粒pMG36e-luxCDABE在无选择压力时其遗传特性不稳定,而小质粒pMG36e-luxAB具有稳定的遗传特性。     

重组人凝血酶真核表达载体的构建及其在CHO细胞中的稳定表达

目的 构建含重组人凝血酶基因的重组真核表达载体,并转染哺乳动物细胞CHO,建立稳定表达重组人凝血酶的细胞株.方法 利用限制性内切酶EcoR I和XbaI将凝血酶基因插入真核表达载体pcDNA3.1（＋）中,构建含人凝血酶基因的重组质粒pcDNA3.1 （＋）/thrombin,利用双酶切和测序法鉴定.采用阳离子脂质体介导方法,将构建的表达载体转染到CHO细胞中,通过G418加压筛选出阳性细胞克隆,建立稳定表达人凝血酶的细胞株,并扩大培养.采用RT-PCR和SDS-PAGE法检测其mRNA和蛋白质的表达,并对其生物活性进行鉴定.结果 重组质粒pcDNA3.1 （＋）/thrombin经双酶切和测序鉴定证实插入序列准确无误;经RT-PCR和SDS-PAGE法鉴定,转染的CHO细胞可表达、分泌人凝血酶,得到的重组人凝血酶表观相对分子质量（Mr）为43000左右,与预测一致,且具有降解并凝固牛纤维蛋白原的活性,其比活为234.1 U/mg.结论 成功构建了真核表达载体pcDNA3.1 （＋）/thrombin,并成功地在CHO细胞中表达了具有生物活性的重组人凝血酶,该体系的建立为进一步规模化生产重组人凝血酶奠定了基础.     

一种新型食品级表达载体pLEB590表达小鼠mCu/ZnSOD的初步研究

采用RT-PCR技术从小鼠肝脏总RNA扩增0.46kb的小鼠铜锌超氧化物歧化酶基因的cDNA序列,首先T-A克隆至大肠杆菌表达质粒pUC19,进行序列测定。再将mCu/ZnSOD cDNA亚克隆至以nisⅠ为食品级选择标记的乳酸乳球菌表达载体pLEB590中,用电穿孔法将重组质粒pLEB590-mCu/ZnSOD转化到乳酸乳球菌MG1614中,经SDS-PAGE和Westernblotting检测,获得了mCu/ZnSOD的组成型表达,并通过SOD酶活测定表明该重组菌表达的mCu/ZnSOD具有较好的生物活性。